一种傅立叶变换红外光谱仪制造技术

本实用新型专利技术提出一种傅立叶变换红外光谱仪，包括红外光源、半反半透镜、吸收池、信号接收器及两个反射镜，所述反射镜的反射侧设置有气室，其中一个气室上连接有内充气和抽气的气泵。该傅立叶变换红外光谱仪取消了动镜，两个反射镜都处于固定状态，调试好后不会发生移动和偏转情况。扫描过程光学部件没有机械运动，大大增强了光学系统的稳定性和可靠性，对使用环境的要求也大大降低。由于没有了精密运动部件，只需将两个气室安装稍加调试即可，制造和调试难度低。

A Fourier transform infrared spectrometer

【技术实现步骤摘要】
一种傅立叶变换红外光谱仪
本技术属于傅立叶变换红外光谱仪领域，尤其涉及一种无动镜的傅立叶变换红外光谱仪。
技术介绍
傅立叶变换红外光谱仪（FTIR）的核心部件是迈克尔逊干涉仪，红外光源发出的光分别通过动镜和定镜反射后通过吸收池，最后到达光信号接收器的两束光发生干涉。若改变两路光的光程差，使得两路光的干涉情况发生变化，那么光信号接收器接收到的光信号也同样发生变化，从而完成光谱扫描。现有的傅立叶变换红外光谱仪都是通过使动镜运动从而使光程差发生变化，完成光谱扫描。动镜在运动过程中需要保持匀速运动，并且动镜的轻微晃动或者倾斜都会对接收的信号产生很大影响，所以对机械运动部分的要求非常严格，加工和组装难度较大，使用中的震动也很容易对检测造成影响。如图1所示，为传统迈克尔逊型傅里叶变换红外光谱仪结构示意图。系统主要由准直镜L1，分束器BS，固定反射镜M1，动镜M2，成像镜L2和探测器D组成。光线经过准直镜L1准直后进入干涉仪系统，分束器BS将光线分为透射和反射两路光，其中反射光经过定镜M1反射后回到分束器BS，透射光经过动镜M2反射后也返回分束器BS，两路光在分束器汇合后形成干涉光，其中一部分光经成像镜L2汇聚后被探测器D接收。工作过程中，随着动镜M2的往复平动，使得干涉仪的两臂产生随时间变化的光程差，系统光程差与动镜M2移动距离d相关。中国专利号：201110007063.6，专利名称：“一种用于傅立叶红外的干涉光调制的新型驱动装置”，提供了一种利用超声波马达控制动镜运动的方法，采用了控制精度高的超声波马达进行动镜运动的控制，能够提高控制精度，但是仍然具有机械运动固有的零件加工难度大，组装和使用要求高的特点。中国专利号：201310510306.7，技术名称：“一种用于傅立叶变换红外光谱仪的动镜扫描装置”提出了一种基于弹性结构支撑的音圈电机动镜扫描方案。从专利的表述来看，该专利采用的仍然是采用机械运动方式，并且没有解决动镜运动时角度变化问题。
技术实现思路
本技术针对傅立叶变换红外光谱仪采用动镜移动实现光程变化时，动镜在运动过程难以保持匀速运动，轻微晃动或倾斜都会对接收的信号产生很大影响的技术问题，提出一种采用气室气体密度变化实现光程差，无需动镜的傅立叶变换红外光谱仪。为了达到上述目的，本技术采用的技术方案为：一种傅立叶变换红外光谱仪，包括红外光源、半反半透镜、吸收池、信号接收器及两个反射镜，所述反射镜的反射侧设置有气室，其中一个气室上连接有向内充气和抽气的气泵。作为优选，所述气室内气体为氮气。作为优选，所述气室内安装有压力传感器。作为优选，还包括控制器，控制器的输入端连接压力传感器的输出端，控制器的输出端连接气泵，控制气泵的运行。与现有技术相比，本技术的优点和积极效果在于：本实施例所述的傅立叶变换红外光谱仪取消了动镜，两个反射镜都处于固定状态，调试好后不会发生移动和偏转情况。扫描过程光学部件没有机械运动，大大增强了光学系统的稳定性和可靠性，对使用环境的要求也大大降低。由于没有了精密运动部件，只需将两个气室安装稍加调试即可，制造和调试难度低。附图说明图1为传统傅里叶变换红外光谱仪的结构示意图；图2为本技术傅里叶变换红外光谱仪的结构示意图；以上各图中：1、红外光源；2、半反半透镜；3、光程调节气室；4、第一反射镜；5、光程补偿气室；6、第二反射镜；7、吸收池；8、信号接收器；9、气泵；10、通气管。具体实施方式为了更好的理解本技术，下面结合附图和实施例做具体说明。实施例：如图2所示，一种傅立叶变换红外光谱仪，包括红外光源1、半反半透镜2、吸收池7、信号接收器8及两个反射镜，两个反射镜分别为第一反射镜4和第二反射镜6。半反半透镜2水平方向呈45°角放置于中间位置，红外光源1发出的红外光，经过半反半透镜2后，部分透射部分被反射。第一反射镜4与半反半透镜2之间设置有光程补偿气室5，光程补偿气室5内容纳有对红外光源所发射的光线没有吸收的气体，如氮气。第二反射镜6与半反半透镜2之间设置有光程调节气室3，光程调节气室3通过通气管10连接有气泵9，气泵连接气罐。光程调节气室3与光程补偿气室5光学结构相同并且都能够透过红外光。红外光源1发出的红外光经半反半透镜2反射的部分通过光程调节气室3后到达第一反射镜4，被第一反射镜4反射后再次通过光程调节气室3后到达半反半透镜2，部分透射通过了半反半透镜2，到达吸收池7。红外光源1发出的红外光经被半反半透镜2透射的部分，通过光程补偿气室5后到达第二反射镜6，被第二反射镜6反射后再次通过光程补偿气室5，此后到达半反半透镜2，部分反射到达吸收池7与另一路红外光汇合，发生干涉。干涉光通过充有待测气体的吸收池7后被信号接收器8接收并进行处理。在测量过程中，通过气泵9向光程调节气室3内充放氮气可以调节光程调节室中氮气的密度，从而改变了通过该气室的光的光程，使得信号接收器8接收到的两路红外光的干涉情况发生变化，进而完成扫描。信号接收器8对所接收的光信号进行傅立叶变换和处理，即可得出吸收池7中的气体的浓度。为便于控制光程调节气室3内的氮气密度，光程调节气室3和光程补偿气室5内均安装有压力传感器，基于气体压强与密度的线性变化关系，可控制气体密度均匀变化。上述傅立叶变换红外光谱仪还包括控制器，控制器的输入端连接压力传感器的输出端，控制器的输出端连接气泵9，控制气泵9的运行。本实施例所述的傅立叶变换红外光谱仪取消了动镜，两个反射镜都处于固定状态，调试好后不会发生移动和偏转情况。扫描过程光学部件没有机械运动，大大增强了光学系统的稳定性和可靠性，对使用环境的要求也大大降低。由于没有了精密运动部件，只需将两个气室安装稍加调试即可，制造和调试难度低。以上所述，仅是本技术的较佳实施例而已，并非是对本技术作其它形式的限制，任何熟悉本专业的技术人员可能利用上述揭示的
技术实现思路
加以变更或改型为等同变化的等效实施例应用于其它领域，但是凡是未脱离本技术技术方案内容，依据本技术的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与改型，仍属于本技术技术方案的保护范围。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种傅立叶变换红外光谱仪，包括红外光源、半反半透镜、吸收池、信号接收器及两个反射镜，半反半透镜水平方向呈45°角放置于中间位置，红外光源和其中一个反射镜横向设置在半反半透镜两侧，吸收池和另一反射镜竖向设置在半反半透镜两侧，信号接收器与吸收池电连接，其特征在于：所述反射镜的反射侧与半反半透镜之间设置有气室，其中一个气室上连接有向内充气和抽气的气泵。

【技术特征摘要】
1.一种傅立叶变换红外光谱仪，包括红外光源、半反半透镜、吸收池、信号接收器及两个反射镜，半反半透镜水平方向呈45°角放置于中间位置，红外光源和其中一个反射镜横向设置在半反半透镜两侧，吸收池和另一反射镜竖向设置在半反半透镜两侧，信号接收器与吸收池电连接，其特征在于：所述反射镜的反射侧与半反半透镜之间设置有气室，其中一个气室上连接有向内...

【专利技术属性】
技术研发人员：汪诚，罗嵩，张忠民，
申请(专利权)人：青岛众瑞智能仪器有限公司，
类型：新型
国别省市：山东,37